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Editorial de l’été 2022 : "L'interdépendance du Monde" par Trinh Xuan Thuan

Trinh Xuan Thuan
Professeur émérite d’Astronomie
Université de Virginie


Voir un univers dans un grain de sable
Et un paradis dans une fleur sauvage,
Tenir l’infini dans la paume de la main,
Et l’éternité dans une heure.

William Blake
Augures d’innocence (1803)


L’interdépendance scientifique

Le monde est interdépendant. Le poète anglais William Blake (1757-1827) a exprimé la globalité de l’univers de façon magnifique avec le poème ci-dessus. Tous les phénomènes du monde sont interdépendants, et l’explication des phénomènes les plus simples, comme un grain de sable, fait intervenir l’histoire de l’univers tout entier.

De manière surprenante, la science moderne a confirmé cette intuition poétique de Blake. Elle nous a contraint à accepter que l’univers soit réglé par un ordre global et indivisible, tant à l’échelle subatomique qu’à celle du cosmos. Les deux théories qui constituent pour l’instant les piliers fondamentaux de la science contemporaine, toutes deux nées au début du XXe siècle, nous forcent en effet à admettre que tout est relié dans le cosmos. Il s’agit de la mécanique quantique qui décrit l’infiniment petit, c’est-à-dire le monde atomique et subatomique, et de la relativité d’Einstein qui décrit l’infiniment grand, c’est-à-dire les étoiles, les galaxies et l’univers.  

L’expérience EPR

A l’échelle des particules élémentaires, des expériences dites de type « EPR », d’après les initiales des physiciens qui l’ont imaginée en 1935 (Einstein et deux de ses collègues à Princeton, Podolsky et Rosen) ont démontré que la réalité dans le monde subatomique est globale et interdépendante. Ces expériences ont établi que deux particules de lumière (ou photons) A et B qui ont interagi (on les appelle des photons « intriqués ») restent interdépendantes et font toujours partie d’une même réalité globale, même si elles viennent à être séparées par une très grande distance [1] . Leur comportement est toujours parfaitement corrélé. Un photon d’une paire intriquée « sait » toujours instantanément, sans aucune communication d’information, ce que fait l’autre et ajuste son comportement à celui de son partenaire. La physique classique nous dit pourtant que les comportements de A et B devraient être totalement indépendants car ils sont trop éloignés l’un de l’autre pour pouvoir communiquer par la lumière. Comment expliquer le fait que B « sache » toujours instantanément ce que fait A ? Cela pose problème seulement si nous supposons que la réalité est morcelée et localisée sur chacun des photons. Le paradoxe n’est plus si nous admettons que A et B font partie d’une réalité globale, quelle que soit la distance qui les sépare, et même s’ils se trouvaient aux deux bouts de l’univers. A n’a pas besoin d’envoyer un signal à B car tous les deux font partie d’une même réalité. Les deux photons restent constamment en relation par une interaction mystérieuse. L’expérience EPR élimine donc ainsi toute idée de localisation d’information à un endroit donné. Elle confère un caractère holistique à l’espace. Les notions d’ « ici » et de « là » n’ont plus de sens, car « ici » est identique à « là ».  Les physiciens appellent cela la « non-localité » ou la « non-séparabilité » de l’espace. L’interdépendance règne dans le monde subatomique.

La mécanique quantique, la physique de l’infiniment petit, se définit ainsi par son aspect relationnel. Elle nous contraint à penser tout phénomène en termes de relations. En particulier, quand un objet quantique (telle une particule élémentaire) est observé, l’interaction de cet objet avec l’instrument qui le mesure doit être impérativement prise en compte.  Ainsi, Niels Bohr (1885-1962), l’un des pères fondateurs de la mécanique quantique, a remarqué : « Alors qu’en physique classique, les interactions entre un objet et l’appareil de mesure peuvent être négligées…, en physique quantique cette interaction est une partie inséparable du phénomène. C’est pourquoi la description non ambiguë d’un phénomène quantique doit en principe inclure la description de tous les aspects pertinents du dispositif expérimental [2] . »

Le pendule de Foucault

L’espace n’est pas seulement indivisible à l’échelle subatomique. Il l’est aussi à l’échelle de l’univers tout entier. C’est ce que nous démontre une autre expérience de physique non moins célèbre, celle du pendule de Foucault. Le physicien Léon Foucault (1819-1868) voulait établir, non pas que l’univers est interdépendant et indivisible, mais que la Terre tourne sur elle-même. En 1851, dans une expérience qui est maintenant reproduite dans maints musées de science du monde, il suspendit un pendule à la voûte du Panthéon, à Paris. Le comportement du pendule nous est familier : une fois lancé, le pendule se comporte de façon très particulière ; son plan d’oscillation pivote au fil des heures. Si on le lance dans la direction nord-sud, au bout de quelques heures il oscillera dans la direction est-ouest. Si nous étions aux pôles, le pendule ferait un tour complet en exactement vingt-quatre heures. A Paris, à cause d’un effet de latitude, il n’accomplit qu’une fraction de tour en une journée. Pourquoi la direction du pendule change-t-elle ? Foucault répondit correctement que ce mouvement n’était qu’apparent : le plan d’oscillation du pendule reste fixe ; le mouvement vient de la Terre qui tourne. Ayant mis ainsi en évidence la rotation de la Terre, il en resta là. Mais la réponse de Foucault était incomplète, car un mouvement ne peut être décrit que par rapport à quelque chose qui ne bouge pas. Le mouvement est comme rien : il n’existe pas en soi, mais relativement à un repère fixe. C’est ce qu’on appelle le « principe de relativité » découvert par Galilée et développé plus tard au plus haut point par Einstein.

Le plan du pendule est fixe, mais il reste fixe par rapport à quel repère ? Quel objet détermine son comportement ? Si un objet est responsable du mouvement du pendule, il restera dans son plan d’oscillation, dont on sait qu’il est fixe. En revanche, si le mouvement du pendule n’est pas déterminé par cet objet, ce dernier finira par dériver en dehors du plan. Prenons des objets astronomiques connus, des plus proches aux plus lointains. Orientons le plan de notre pendule vers le Soleil. Pendant le périple journalier de notre astre dans le ciel -- mouvement apparent dû à la rotation de la Terre --, le plan d’oscillation du pendule semble tourner pour suivre son mouvement. Serait-ce le Soleil qui détermine le plan d’oscillation de notre pendule ? Non, car notre astre sort perceptiblement du plan d’oscillation après quelques semaines. Les étoiles les plus proches, situées à quelques années-lumière, font de même après quelques années. La galaxie Andromède, située à 2,5 millions d’années-lumière dérive moins, mais finit par sortir du plan. Le temps passé dans le plan s’allonge et la dérive tend vers zéro au fur et à mesure que les objets testés sont plus éloignés. C’est seulement quand le pendule est orienté vers les amas de galaxies les plus lointains, situés à des milliards d’années-lumière, aux confins de l’univers connu, que ceux-ci ne dérivent plus par rapport au plan d’oscillation du pendule.

La conclusion à tirer du comportement du pendule de Foucault est extraordinaire : celui-ci ajuste son comportement non pas en fonction de son environnement local, mais en fonction des galaxies les plus éloignées, ou plus exactement de l’univers tout entier, puisque la quasi-totalité de la masse visible de l’univers se trouve non pas dans les étoiles proches, mais dans ces galaxies lointaines. En d’autres termes, ce qui se trame chez nous se décide dans l’immensité cosmique. Ce qui se passe sur notre minuscule planète dépend de la totalité des structures de l’univers !  Le pendule de Foucault nous force à admettre qu’il existe dans l’univers une interaction d’une tout autre nature que celles décrites par la physique connue : une interaction qui ne fait intervenir ni force ni échange d’énergie, mais qui relie l’univers en son entier. Chaque partie porte en elle la totalité, et de chaque partie dépend tout le reste. De nouveau, le concept de l’interdépendance se manifeste en force.

La cosmologie moderne a non seulement démontré l’interdépendance du monde des particules et de l’univers, elle a aussi mis en évidence l’intime connexion de l’homme avec le cosmos. Nous savons que tous les atomes dans nos corps ont été fabriqués d’abord lors du big bang (seulement les éléments les plus légers, principalement l’hydrogène et l’hélium), et ensuite lors de l’alchimie nucléaire des étoiles et de leurs morts explosives, les supernovae, responsables de la fabrication de tous les éléments chimiques plus lourds que le fer. Nous sommes ainsi tous les enfants des étoiles et nous partageons tous la même généalogie cosmique. Parce que nous sommes tous connectés à travers l’espace et le temps, nous sommes tous interdépendants.

La découverte que des quantités que nous pensions être absolues et autonomes sont en vérité relatives et relationnelles est un thème majeur qui traverse toute la physique contemporaine.

L’interdépendance bouddhiste

Le monde est interdépendant. Cet énoncé a été non seulement vérifié par la science, il constitue également l’un des préceptes philosophiques fondamentaux du bouddhisme. Il exprime l’idée qu’un objet ne peut être défini qu’en termes d’autres objets et n’exister qu’en relation avec d’autres entités. Selon le bouddhisme, le réel s’exprime uniquement en termes relationnels :  rien ne peut posséder une existence en soi, ni être indépendant de toute chose. Toute entité ne peut exister de façon autonome, ni être sa propre cause. En d’autres termes, ceci existe seulement parce que cela est. Une entité qui existerait indépendamment de toute autre chose devrait soit exister depuis toujours, soit ne pas exister du tout. Elle ne pourrait agir sur rien et rien ne pourrait agir sur elle.

Le bouddhisme décrit ainsi le monde comme un vaste flux d'événements reliés les uns aux autres et participant tous les uns des autres. Pourtant, nous pourrons objecter que nous ne percevons pas le monde comme un ensemble de phénomènes interdépendants et interconnectés. Au contraire, celui-ci nous apparaît comme composé d’entités totalement distinctes – une table ici, un pot de fleurs là – issues de causes et de conditions tout aussi séparées. Le bouddhisme répond que ce n’est que cette séparation n’est qu’apparente. Selon lui, il existe un profond hiatus entre la manière dont nous percevons le monde (c’est la « vérité relative » ou « vérité conventionnelle ») et celle dont il est vraiment constitué (la « vérité ultime »).   La façon dont nous percevons ce flux cristallise certains aspects de cette globalité de manière purement illusoire et nous fait croire qu'il s'agit d'entités autonomes dont nous sommes entièrement séparés. Autrement dit, le bouddhisme ne nie aucunement la vérité conventionnelle, celle que l'homme ordinaire voit ou que le savant mesure avec ses instruments. Il ne conteste pas les relations de cause à effet que sont les lois physiques et mathématiques. Il affirme simplement que, si on va au fond des choses, il y a un profond fossé qui sépare la façon dont le monde nous apparaît et sa nature ultime.

Ainsi, lorsque nous regardons une table, nous remarquons sa forme, sa taille, ses couleurs ou le bois dont elle est faite. L'ensemble de ces propriétés constituent la désignation « table ». Cette désignation est une construction mentale qui attribue une réalité en soi à la table. Mais lorsque nous soumettons la table à l’analyse, nous nous apercevons qu’elle est issue de causes et de conditions multiples – le bois de l’arbre qui l'a produit, la lumière du Soleil et la pluie qui ont nourri cet arbre, le menuisier qui a construit la table, le boulanger qui a alimenté le menuisier, etc. Nous sommes incapables d'isoler une identité autonome de la table. Mais attention, le bouddhisme ne prétend pas que la table n'existe pas, puisque nous en faisons l'expérience avec nos sens. Autrement dit, il ne prône pas une position nihiliste qui lui a été souvent attribuée à tort par certains philosophes occidentaux. Mais il affirme aussi que cette existence n'est pas autonome et est purement interdépendante, évitant ainsi la position réaliste matérialiste. Le bouddhisme adopte ainsi la Voie médiane, ou la Voie du juste milieu[3] . Selon lui, un phénomène ne possède pas d'existence intrinsèque, mais n'est pas néanmoins inexistant, et peut interagir et fonctionner selon les lois de la causalité.

La vacuité

La notion d’interdépendance du bouddhisme mène directement à celle de la « vacuité » : parce que tout n’existe que dans la dépendance de quelque chose d’autre, les choses sont « vides » dans le sens qu’elles ne possèdent pas de réalité autonome mais sont caractérisées par l’absence d’existence propre : elles ne sont qu’en relation et dans la perspective de quelque chose d’autre. Selon le grand philosophe indien bouddhiste du IIe siècle Nagarjuna, « les phénomènes tirent leur nature d’une mutuelle dépendance et ne sont rien en eux-mêmes. »  Que les choses soient vides ne signifie pas que leur évolution est totalement arbitraire ou déterminée par un Etre divin.  Au contraire, les choses suivent des lois de cause à effet au sein d’une interdépendance globale, d’une causalité réciproque.  

La science et le bouddhisme nous ont ainsi tous deux amenés à dépasser nos notions habituelles d’espace et de temps pour conclure à l’interdépendance du monde. Ce sentiment d’interdépendance devrait à son tour engendrer celui de compassion, car nous nous rendrions compte que le mur que notre esprit a dressé entre « moi » et « autrui » est illusoire, et que notre bonheur dépend de celui des autres.

Charlottesville, 1er mai 2022


[1] Sur Terre, l’expérience a été faite pour des photons intriqués séparés par une centaine de kilomètres. En utilisant un satellite spatial nommé Micius, une équipe de physiciens chinois a pu augmenter cette distance à 1200 kilomètres. Voir Yin, J. et al., Science, Vol. 356, p. 1140 (2017). 
[2] Niels Bohr, The Philosophical writings of Niels Bohr, Ox Bow Press, Woodbridge, vol. IV, 1998, p.111.
[3] L'école bouddhiste Mādhyamika, à travers le philosophe indien du IIe siècle Nāgārjuna, a développé une conception métaphysique de cette Voie du milieu. Voir Nagarjuna, Traité du Milieu,  trad. Georges Drissen, Seuil, Paris, 1995.

12 mai 2022
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